CN210066718U - 联络通道底部预注浆系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了联络通道底部预注浆系统，所述系统在联络通道底部的设计冻结范围(9)内设有至少1排注浆孔，且每排注浆孔至少有1个，由注浆孔向设计冻结范围(9)内插入注浆管，每排注浆孔与隧道中心线的夹角为10°‑80°，注浆管与隧道中心线的夹角为15°‑75°。与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：(1)本实用新型所述联络通道底部预注浆系统及控制冻结施工后融沉的方法能够有效的控制冻结施工后冻土融化所导致的地层沉降，无需在联络通道上部及两侧预注浆，也无需在冻结后进行补偿注浆；(2)本实用新型所述系统及方法工期短，且成本低。
Description
技术领域
本实用新型属于冻结施工技术领域，涉及一种控制联络通道冻结施工后融沉的方法，具体为联络通道底部预注浆系统。
背景技术
冻结法加固广泛应用于上海，南京，苏州等富水软土地层隧道联络通道施工中，此工法加固强度高，止水性能好，但用此工法施工的后期融沉较大。联络通道冻结施工结束后，一般采用解冻期跟踪注浆充填土体的方式来控制地层沉降，注浆部位的选定大多依靠工程经验，注浆量仅仅依据每日地面沉降监测，工程的可控性较差，难于完全控制软土地层的工后融沉，会使周边建筑产生沉降、开裂等不良影响；同时由于融沉影响周期较长，前期注浆的不到位往往导致地铁运营期间，上下行线产生不均匀沉降，造成严重的安全隐患。
为确保工程的顺利进行，保证周边环境安全，在有些联络通道冻结施工前，先在联络通道上下和两侧注入水泥浆，之后在已经形成的水泥土基础上再进行人工冻结法施工。进行过预注浆的冻结土层在融化期间沉降较小，但是水泥用量较大，人工和器材成本较大。
联络通道预注浆控制工后融沉冻结最关键的技术问题之一就是对联络通道预注浆的施工，施工工法比较复杂，施工成本较大。目前常用的方法就是在联络通道上下和两侧注入水泥浆，既能加固土层又能控制冻结后的融沉，但是要耗费大量的注浆浆液，动用大量的器材和人工，且对管片影响较大，施工周期较长。经研究发现，联络通道融沉主要是由底部区域的融沉造成的，控制好底部融沉即可使总体融沉达到工程允许沉降范围内，不影响周边建筑和地铁后期运营，因此在施工中需重点加强对联络通道底部的加固。
实用新型内容
解决的技术问题：为了克服现有技术的不足，获得一种能够快速有效的控制冻结工后融沉的施工方法，无须在联络通道上部和两侧预注浆，也无需在冻结后进行补偿注浆，本实用新型提供了联络通道底部预注浆系统。
技术方案：联络通道底部预注浆系统，所述系统在联络通道底部的设计冻结范围内设有至少1排注浆孔，且每排注浆孔至少有1个，由注浆孔向设计冻结范围内插入注浆管，每排注浆孔与隧道中心线的夹角为10°-80°，注浆管与隧道中心线的夹角为15°-75°。
优选的，所述注浆孔为3排，分别为第一注浆孔、第二注浆孔和第三注浆孔。
优选的，第一注浆孔与隧道中心线的夹角为15°，第二注浆孔与隧道中心线的夹角为30°，第三注浆孔与隧道中心线的夹角为60°。
优选的，第一注浆孔、第二注浆孔之间的间距与第二注浆孔、第三注浆孔之间的间距比为1:2-1:0.8。
优选的，每排注浆孔均有7个，且沿联络通道中心线对称布置。
优选的，与第一注浆孔、第二注浆孔和第三注浆孔对应的注浆管分别为第一注浆管、第二注浆管和第三注浆管，其中第一注浆管与隧道中心线的夹角为45°，第二注浆管和第三注浆管与隧道中心线的夹角为60°。
优选的，第一注浆管、第二注浆管和第三注浆管均为分节注浆管，注浆深度之比为1:2:2。
以上任一所述联络通道底部预注浆系统控制冻结施工后融沉的方法，包含以下步骤：
a.注浆孔布置，盾构推进拼接管片时，在联络通道两侧采用预留注浆孔的管片，左右线对称设置，优选两边各设4片，共8片；
b.注浆管布置，从预留的注浆孔位钻入注浆管，进行注浆，注浆管分节设置，优选注浆管选用Φ30×6mm，20#低碳无缝钢管注浆管，1m为一节；
c.注浆材料及参数，注浆设备选用BW250型变速注浆泵，注浆浆液以水泥-水玻璃双液浆为主，单液水泥浆为辅，水泥浆和水玻璃溶液体积比为3:1-4:1，其中水泥浆水灰比为0.7-1.25，水玻璃浓度为20Be′-50Be′，注浆压力为0.2-0.8MPa，注浆流量控制在1.0-2m3/h；
d.注浆原则及方式，先在左线联络通道底部两侧管片的注浆孔注浆，左线全部注浆完毕后，再在右线注浆，预注浆遵循少量、多次、多点、均匀的原则，根据设计深度逐节注浆，注浆时先从第一排中间的注浆孔开始注浆，然后依次向两端的注浆孔灌注；再从第二排两端的注浆孔开始注浆，然后依次向中间的注浆孔灌注，接着从第三排中间的注浆孔向两端的注浆孔注浆；
e.布置冻结站，安装设备，管路连接，保温与测试仪表，溶解氯化钙和机组充氟加油；
f.注浆竣工后，用亲水环氧树脂混凝土进行封孔，养护14天，开始冻结施工，保持最低盐水温度-30～-28℃,直至设计冻结区域加固完成。
有益效果：(1)本实用新型所述联络通道底部预注浆系统能够有效的控制冻结施工后冻土融化所导致的地层沉降，无需在联络通道上部及两侧预注浆，也无需在冻结后进行补偿注浆；(2)本实用新型所述系统及方法工期短，且成本低。
附图说明
图1是本实用新型所述联络通道底部预注浆系统的底部结构示意图；
图2是图1的A-A剖面图；
图3是图1的B-B剖面图；
其中，1-第一注浆孔，2-第二注浆孔，3-第三注浆孔，4-第一注浆管，5-第二注浆管，6-第三注浆管，7-联络通道中心线，8-隧道中心线，9-设计冻结范围，10-预留注浆孔的管片。
具体实施方式
以下实施例进一步说明本实用新型的内容，但不应理解为对本实用新型的限制。在不背离本实用新型精神和实质的情况下，对本实用新型方法、步骤或条件所作的修改和替换，均属于本实用新型的范围。若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。
实施例1
联络通道底部预注浆系统，所述系统在联络通道底部的设计冻结范围9内设有至少1排注浆孔，且每排注浆孔至少有1个，由注浆孔向设计冻结范围9内插入注浆管，每排注浆孔与隧道中心线的夹角为10°-80°，注浆管与隧道中心线的夹角为15°-75°。
所述注浆孔为3排，分别为第一注浆孔1、第二注浆孔2和第三注浆孔3。
第一注浆孔1与隧道中心线的夹角为15°，第二注浆孔2与隧道中心线的夹角为30°，第三注浆孔3与隧道中心线的夹角为60°。
第一注浆孔1、第二注浆孔2之间的间距与第二注浆孔2、第三注浆孔3之间的间距比为1:2-1:0.8。
每排注浆孔均有7个，且沿联络通道中心线7对称布置。
与第一注浆孔1、第二注浆孔2和第三注浆孔3对应的注浆管分别为第一注浆管4、第二注浆管5和第三注浆管6，其中第一注浆管4与隧道中心线的夹角为45°，第二注浆管5和第三注浆管6与隧道中心线的夹角为60°。
第一注浆管4、第二注浆管5和第三注浆管6均为分节注浆管，注浆深度之比为1:2:2。
以上任一所述联络通道底部预注浆系统控制冻结施工后融沉的方法，包含以下步骤：
a.注浆孔布置，盾构推进拼接管片时，在联络通道两侧采用预留注浆孔的管片，左右线对称设置，优选两边各设4片，共8片；
b.注浆管布置，从预留的注浆孔位钻入注浆管，进行注浆，注浆管分节设置，优选注浆管选用Φ30×6mm，20#低碳无缝钢管注浆管，1m为一节；
c.注浆材料及参数，注浆设备选用BW250型变速注浆泵，注浆浆液以水泥-水玻璃双液浆为主，单液水泥浆为辅，水泥浆和水玻璃溶液体积比为3:1～4:1，其中水泥浆水灰比为0.7～1.25，水玻璃浓度为20Be′～50Be′，注浆压力为0.2～0.8MPa，注浆流量控制在1.0～2m3/h；
d.注浆原则及方式，先在左线联络通道底部两侧管片的注浆孔注浆，左线全部注浆完毕后，再在右线注浆，预注浆遵循少量、多次、多点、均匀的原则，根据设计深度逐节注浆，注浆时先从第一排中间的注浆孔开始注浆，然后依次向两端的注浆孔灌注；再从第二排两端的注浆孔开始注浆，然后依次向中间的注浆孔灌注，接着从第三排中间的注浆孔向两端的注浆孔注浆；
e.布置冻结站，安装设备，管路连接，保温与测试仪表，溶解氯化钙和机组充氟加油；
f.注浆竣工后，用亲水环氧树脂混凝土进行封孔，养护14天，开始冻结施工，保持最低盐水温度-30～-28℃,直至设计冻结区域加固完成。
实施例2
苏州某地铁联络通道，其所在地质在地面起自上而下为粉质黏土层，粘质粉土夹粉质黏土层，粉砂层，粉质黏土层。联络通道所处地层为粉砂层。联络通道埋深14m。加固工程采用联络通道底部预注浆+水平冻结法联合加固。根据设计者要求，联络通道加固深度为6m。
本工程采用联络底部预注浆控制工后融沉技术，具体技术方案如下：
a.注浆孔布置，盾构推进拼接管片时，在联络通道两侧采用预留注浆孔的管片，左右线各4片，共8片。联络通道两侧在靠近联络通道底部设计冻结范围内的部分均设有三排注浆孔，第一排与隧道中心线夹角为15°，布置7个注浆孔，间距为50cm；第二排与隧道中心线夹角为30度，布置7个注浆孔，间距为50cm；第三排与隧道中心线夹角为60°，布置7个注浆孔，间距为50cm；第一排和第二排之间的间距为60cm，第二排和第三排之间的间距为70cm。
b.注浆管布置，对预留注浆孔位钻入注浆管进行注浆，注浆管选用Φ30mm无缝钢管注浆管，1m为一节。第一排注浆管以45°的方向从注浆孔向斜下方插入土体，到达设计冻结底部范围的位置。第二排和第三排注浆管均以60°的方向从注浆孔向斜下方插入土体。在第三排注浆孔布置的注浆管设计加固深度为6m，分6节注浆管，每次注浆深度为1m，即分段注浆，每次插入1m注浆管，注浆完毕后插入下一节注浆管；在第二排注浆孔布置的注浆管设计加固深度为6m，分6节注浆管，分段注浆；在第一排注浆孔布置的注浆管设计加固深度3m，分3节注浆管，分段注浆。
c.注浆材料及参数，注浆设备选用BW250型变速注浆泵。注浆浆液以水泥-水玻璃双液浆为主，单液水泥浆为辅。水泥浆和水玻璃溶液体积比为：1：0.25，其中水泥浆水灰比为1：0.8，水玻璃浓度为20Be′，注浆压力为0.5MPa，注浆流量控制在2m3/h。
d.注浆原则及方法，先在左线联络通道底部两侧的管片的注浆孔注浆，左线全部注浆完毕后，再在右线注浆。预注浆遵循少量、多次、多点、均匀的原则。根据设计深度逐节注浆。注浆时先从第一排中间的注浆孔开始注浆，然后依次向两端的注浆孔灌注；再从第二排两端的注浆孔开始注浆，然后依次向中间的注浆孔灌注。接着从第三排中间的注浆孔向两端的注浆孔注浆。
e.布置冻结站，安装设备，管路连接，保温与测试仪表，溶解氯化钙和机组充氟加油。
f.注浆竣工后，用亲水环氧树脂混凝土进行封孔，开始冻结施工，保持最低盐水温度-30～-28℃，直至设计冻结区域加固完成。
实施例3
常州某地铁联络通道，其所处土层自上而下为杂填土层，粉质黏土层，粉质黏土层，粉砂夹黏质粉土层，粉砂层，粉质黏土层。联络通道所处地层为粉砂层。联络通道埋深15m。加固工程采用联络通道底部预注浆+水平冻结法联合加固。根据设计者要求，联络通道加固深度为8m。
本工程采用联络底部预注浆控制工后融沉技术，具体技术方案如下：
a.注浆孔布置，盾构推进拼接管片时，在联络通道两侧采用预留注浆孔的管片，左右线各4片，共8片。联络通道两侧在靠近联络通道底部设计冻结范围内的部分均设有三排注浆孔，第一排与隧道中心线夹角为15°，布置7注浆孔，间距为50cm；第二排与隧道中心线夹角为30°，布置7个注浆孔，间距为60cm；第三排与隧道中心线夹角为60°，布置7个注浆孔，间距为60cm；第一排和第二排之间的间距为60cm，第二排和第三排之间的间距为60cm。
b.注浆管布置，对预留注浆孔位钻入注浆管进行注浆，注浆管选用Φ30mm无缝钢管注浆管，1m为一节。第一排注浆管以45°的方向从注浆孔向斜下方插入土体，到达设计冻结底部范围的位置。第二排和第三排注浆管均以60°的方向从注浆孔向斜下方插入土体。在第三排注浆孔布置的注浆管设计加固深度为8m，分8节注浆管，每次注浆深度为1m，即分段注浆，每次插入1m注浆管，注浆完毕后插入下一节注浆管；在第二排注浆孔布置的注浆管设计加固深度为8m，分8节注浆管，分段注浆；在第一排注浆孔布置的注浆管设计加固深度5m，分5节注浆管，分段注浆。
c.注浆材料及参数，注浆设备选用BW250型变速注浆泵。注浆浆液以水泥-水玻璃双液浆为主，单液水泥浆为辅。水泥浆和水玻璃溶液体积比为：1：0.25，其中水泥浆水灰比为1：0.8，水玻璃浓度为30Be′，注浆压力为0.8MPa，注浆流量控制在1.5m3/h。
d.注浆原则及方法，先在左线联络通道底部两侧的管片的注浆孔注浆，左线全部注浆完毕后，再在右线注浆。预注浆遵循少量、多次、多点、均匀的原则。根据设计深度逐节注浆。注浆时先从第一排中间的注浆孔开始注浆，然后依次向两端的注浆孔灌注；再从第二排两端的注浆孔开始注浆，然后依次向中间的注浆孔灌注。接着从第三排中间的注浆孔向两端的注浆孔注浆。
e.布置冻结站，安装设备，管路连接，保温与测试仪表，溶解氯化钙和机组充氟加油。
f.注浆竣工后，用亲水环氧树脂混凝土进行封孔，开始冻结施工，保持最低盐水温度-30～-28℃，直至设计冻结区域加固完成。
实施例4
无锡某地铁联络通道，其所处土层自上而下为杂填土层，粉质黏土层，粉砂层，粉质黏土层，粉砂层，粉质黏土层。联络通道所处地层为粉质黏土夹粉土层。联络通道埋深18m，净宽设计为2.50m，净高2.75m。加固工程采用联络通道底部预注浆+水平冻结法联合加固。根据设计者要求，联络通道加固深度为6m。
本工程采用联络底部预注浆控制工后融沉技术，具体技术方案如下：
a.注浆孔布置，盾构推进拼接管片时，在联络通道两侧采用预留注浆孔的管片，左右线各3片，共6片。联络通道两侧在靠近联络通道底部设计冻结范围内的部分均设有三排注浆孔，第一排与隧道中心线夹角为30°，布置7注浆孔，间距为50cm；第二排与隧道中心线夹角为45°，布置7个注浆孔，间距为50cm；第三排与隧道中心线夹角为60°，布置7个注浆孔，间距为50cm；第一排和第二排之间的间距为80cm，第二排和第三排之间的间距为80cm。
b.注浆管布置，对预留注浆孔位钻入注浆管进行注浆，注浆管选用Φ30mm无缝钢管注浆管，1m为一节。第一排注浆管以45°的方向从注浆孔向斜下方插入土体，到达设计冻结底部范围的位置。第二排和第三排注浆管均以60°的方向从注浆孔向斜下方插入土体。在第三排注浆孔布置的注浆管设计加固深度为8m，分8节注浆管，每次注浆深度为1m，即分段注浆，每次插入1m注浆管，注浆完毕后插入下一节注浆管；在第二排注浆孔布置的注浆管设计加固深度为6m，分6节注浆管，分段注浆；在第一排注浆孔布置的注浆管设计加固深度6m，分6节注浆管，分段注浆。
c.注浆材料及参数，注浆设备选用BW250型变速注浆泵。注浆浆液以水泥-水玻璃双液浆为主，单液水泥浆为辅。水泥浆和水玻璃溶液体积比为：1：0.5，其中水泥浆水灰比为1：1，水玻璃浓度为50Be′，注浆压力为0.3MPa，注浆流量控制在1.8m3/h。
d.注浆原则及方法，先在左线联络通道底部两侧的管片的注浆孔注浆，左线全部注浆完毕后，再在右线注浆。预注浆遵循少量、多次、多点、均匀的原则。根据设计深度逐节注浆。注浆时先从第一排中间的注浆孔开始注浆，然后依次向两端的注浆孔灌注；再从第二排两端的注浆孔开始注浆，然后依次向中间的注浆孔灌注。接着从第三排中间的注浆孔向两端的注浆孔注浆。
e.布置冻结站，安装设备，管路连接，保温与测试仪表，溶解氯化钙和机组充氟加油。
f.注浆竣工后，用亲水环氧树脂混凝土进行封孔，开始冻结施工，保持最低盐水温度-30～-28℃，直至设计冻结区域加固完成。
实施例5
常州某地铁联络通道，其所处土层自上而下为填土层，黏土层，粉质黏土层，粉砂夹粉土层，粉砂层，砂质粉土夹粉质黏土层。联络通道所处地层为砂质粉土夹粉质粘土层。联络通道埋深14m。加固工程采用联络通道底部预注浆+水平冻结法联合加固。根据设计者要求，联络通道加固深度为7m。
本工程采用联络底部预注浆控制工后融沉技术，具体技术方案如下：
a.注浆孔布置，盾构推进拼接管片时，在联络通道两侧采用预留注浆孔的管片，左右线各3片，共6片。联络通道两侧在靠近联络通道底部设计冻结范围内的部分均设有三排注浆孔，第一排与隧道中心线夹角为20°，布置6个注浆孔，间距为50cm；第二排与隧道中心线夹角为55°，布置6个注浆孔，间距为50cm；第三排与隧道中心线夹角为75°，布置6个注浆孔，间距为50cm；第一排和第二排之间的间距为50cm，第二排和第三排之间的间距为50cm。
b.注浆管布置，对预留注浆孔位钻入注浆管进行注浆，注浆管选用Φ25mm无缝钢管注浆管，1m为一节。第一排注浆管以45°的方向从注浆孔向斜下方插入土体，到达设计冻结底部范围的位置。第二排和第三排注浆管均以60°的方向从注浆孔向斜下方插入土体。在第三排注浆孔布置的注浆管设计加固深度为7m，分7节注浆管，每次注浆深度为1m，即分段注浆，每次插入1m注浆管，注浆完毕后插入下一节注浆管；在第二排注浆孔布置的注浆管设计加固深度为7m，分7节注浆管，分段注浆；在第一排注浆孔布置的注浆管设计加固深度5m，分5节注浆管，分段注浆。
c.注浆材料及参数，注浆设备选用BW250型变速注浆泵。注浆浆液以水泥-水玻璃双液浆为主，单液水泥浆为辅。水泥浆和水玻璃溶液体积比为：3:1，其中水泥浆水灰比为1：1.25，水玻璃浓度为35Be′，注浆压力为0.6MPa，注浆流量控制在1.6m3/h。
d.注浆原则及方法，先在左线联络通道底部两侧的管片的注浆孔注浆，左线全部注浆完毕后，再在右线注浆。预注浆遵循少量、多次、多点、均匀的原则。根据设计深度逐节注浆。注浆时先从第一排中间的注浆孔开始注浆，然后依次向两端的注浆孔灌注；再从第二排两端的注浆孔开始注浆，然后依次向中间的注浆孔灌注。接着从第三排中间的注浆孔向两端的注浆孔注浆。
e.布置冻结站，安装设备，管路连接，保温与测试仪表，溶解氯化钙和机组充氟加油。
f.注浆竣工后，用亲水环氧树脂混凝土进行封孔，开始冻结施工，保持最低盐水温度-30～-28℃，直至设计冻结区域加固完成。
Claims (7)
1.联络通道底部预注浆系统，其特征在于，所述系统在联络通道底部的设计冻结范围(9)内设有至少1排注浆孔，且每排注浆孔至少有1个，由注浆孔向设计冻结范围(9)内插入注浆管，每排注浆孔与隧道中心线的夹角为10°-80°，注浆管与隧道中心线的夹角为15°-75°。
2.根据权利要求1所述的联络通道底部预注浆系统，其特征在于，所述注浆孔为3排，分别为第一注浆孔(1)、第二注浆孔(2)和第三注浆孔(3)。
3.根据权利要求2所述的联络通道底部预注浆系统，其特征在于，第一注浆孔(1)与隧道中心线的夹角为15°，第二注浆孔(2)与隧道中心线的夹角为30°，第三注浆孔(3)与隧道中心线的夹角为60°。
4.根据权利要求2或3所述的联络通道底部预注浆系统，其特征在于，第一注浆孔(1)、第二注浆孔(2)之间的间距与第二注浆孔(2)、第三注浆孔(3)之间的间距比为1:2-1:0.8。
5.根据权利要求2或3所述的联络通道底部预注浆系统，其特征在于，每排注浆孔均有7个，且沿联络通道中心线(7)对称布置。
6.根据权利要求2或3所述的联络通道底部预注浆系统，其特征在于，与第一注浆孔(1)、第二注浆孔(2)和第三注浆孔(3)对应的注浆管分别为第一注浆管(4)、第二注浆管(5)和第三注浆管(6)，其中第一注浆管(4)与隧道中心线的夹角为45°，第二注浆管(5)和第三注浆管(6)与隧道中心线的夹角为60°。
7.根据权利要求6所述的联络通道底部预注浆系统，其特征在于，第一注浆管(4)、第二注浆管(5)和第三注浆管(6)均为分节注浆管，注浆深度之比为1:2:2。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110130316A (zh) * | 2019-05-13 | 2019-08-16 | 南京林业大学 | 联络通道底部预注浆系统及控制冻结施工后融沉的方法 |
| CN113898378A (zh) * | 2021-09-21 | 2022-01-07 | 苏州大学 | 用于管幕结构支护施工中长距离大直径顶管内注浆的方法 |
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2019
- 2019-05-13 CN CN201920673664.2U patent/CN210066718U/zh active Active
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110130316A (zh) * | 2019-05-13 | 2019-08-16 | 南京林业大学 | 联络通道底部预注浆系统及控制冻结施工后融沉的方法 |
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| CN113898378B (zh) * | 2021-09-21 | 2023-06-06 | 苏州大学 | 用于管幕结构支护施工中长距离大直径顶管内注浆的方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |
Assignee: JIANGSU JIANKE ENGINEERING CONSULTING Co.,Ltd. Assignor: NANJING FORESTRY University Contract record no.: X2020320000080 Denomination of utility model: Pre grouting system at the bottom of cross passage Granted publication date: 20200214 License type: Common License Record date: 20200925 |
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| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract | ||
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |
Assignee: HUADONG CONSTRUCTION CO., LTD. OF CHINA RAILWAY NO.3 ENGINEERING GROUP Co.,Ltd. Assignor: NANJING FORESTRY University Contract record no.: X2020320000089 Denomination of utility model: Pre grouting system at the bottom of cross passage Granted publication date: 20200214 License type: Common License Record date: 20201012 |
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| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |